德國SEW電機(jī)為什么會(huì)丟步?怎么防止丟步?
德國SEW電機(jī)可以根據(jù)脈沖數(shù)和脈沖頻率來對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制位置和速度,是一種、簡(jiǎn)單好用的控制類電機(jī),在自動(dòng)化控制域得到越來越廣泛的應(yīng)用。
但由于德國SEW電機(jī)不是閉環(huán)控制,選型或者使用不當(dāng),也會(huì)容易出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)失步,也叫步進(jìn)電機(jī)丟步,也就是步進(jìn)電機(jī)沒有按照指令到達(dá)應(yīng)該到達(dá)的位置,讓工控人員很是苦惱。
那么,步進(jìn)電機(jī)失步的原因是什么?可以采取哪些對(duì)策來避免失步呢?
步進(jìn)電機(jī)失步的原因有很多,在實(shí)際應(yīng)用過程中,需要采取排除法一一分析,才能夠找出失步的真正原因,一般導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步的原因是下面幾種:
1.德國SEW電機(jī)本身工作力矩不夠,沒有足夠能力帶動(dòng)負(fù)載;
2.德國SEW電機(jī)起停的加減速過程不充分,步進(jìn)電機(jī)在加減速過程中失步;
3.德國SEW電機(jī)的電源功率不夠?qū)е虏竭M(jìn)電機(jī)的輸入功率不夠引起失步;
4.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓不夠或者驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定過低;
5.驅(qū)動(dòng)器或者控制器收到信號(hào)干擾;
6.步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)共振引起步進(jìn)電機(jī)帶負(fù)載能力下降而導(dǎo)致失步;
7.驅(qū)動(dòng)器和控制器的信號(hào)不匹配;
8.同步輪或者減速箱的背隙或者來回轉(zhuǎn)到的間隙誤差沒有在程序上補(bǔ)償或者補(bǔ)償值不對(duì);
9.控制程序本身有問題。
針對(duì)上面各問題原因,可以分別采取下面對(duì)策來改善步進(jìn)電機(jī)失步問題:
1)核算負(fù)載的力矩,參考步進(jìn)電機(jī)距頻圖看看在對(duì)應(yīng)速度下步進(jìn)電機(jī)是不是有足夠扭矩能力帶動(dòng)負(fù)載,可以換個(gè)在對(duì)應(yīng)工作速度下扭矩大的步進(jìn)電機(jī)來對(duì)比測(cè)試。
2)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)階段就像開手動(dòng)波的汽車,需要逐步上檔而提速,加減速不充分,會(huì)導(dǎo)致失步。
一般建議負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不要大于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的10倍,不然加減速過程會(huì)比較漫長(zhǎng)。
3)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)瞬間我們會(huì)測(cè)試到額定電流1.6倍左右的電流,如果電源功率不夠,會(huì)讓電機(jī)里面的電流過低,從而帶不動(dòng)負(fù)載。建議一般電源留30%以上余量。
4)步進(jìn)電機(jī)需要快速啟動(dòng)或者高速運(yùn)行,需要驅(qū)動(dòng)電壓比較高,工作電流設(shè)定值足夠大,否則也容易失步。
5)換個(gè)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)器對(duì)比看看是不是信號(hào)收到干擾,或者看看控制A電機(jī)運(yùn)動(dòng),是不是B電機(jī)有動(dòng)作,看看電機(jī)是不是收到信號(hào)干擾。
6)共振的時(shí)候,步進(jìn)電機(jī)及其系統(tǒng)有的噪聲和震動(dòng),速度上升或者下降一定范圍,有關(guān)現(xiàn)象會(huì)減輕或者消失,基本可以判斷是共振問題。
選擇合適參數(shù)的步進(jìn)電機(jī),改善驅(qū)動(dòng)器性能或者用減震墊等物理方式來減振。
7)如果是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和控制器的信號(hào)不匹配,現(xiàn)象是隨著時(shí)間的推移,位置的偏移量會(huì)很均勻地增加。
更改驅(qū)動(dòng)器或者控制器的信號(hào)識(shí)別方式,讓兩者匹配一致就好了。
8)同步輪或者減速箱由于精度問題,會(huì)有一定誤差累計(jì),需要在控制程序中做出合理補(bǔ)償。
9)控制程序?qū)е率Р揭膊簧僖姡枰獧z查控制程序是不是有問題。
一時(shí)找不到問題原因,也有工程師會(huì)讓步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間就重新找原點(diǎn)歸位,這樣會(huì)影響設(shè)備的工作效率,是沒有辦法的辦法。
近年來,閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)開始流行起來,通過閉環(huán)控制來對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的*控制,也是一種解決問題的方案,但成本會(huì)高一些。
德國SEW電機(jī)沒有損壞的情況下,堵轉(zhuǎn)了就是電機(jī)轉(zhuǎn)矩不夠了,在步進(jìn)電機(jī)固定的情況下,影響轉(zhuǎn)矩的主要因素有轉(zhuǎn)速和電流,步進(jìn)電機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速越高力矩越小,電流越小力矩越小。
德國SEW電機(jī)只能夠由數(shù)字信號(hào)控制運(yùn)行的,當(dāng)脈沖提供給驅(qū)動(dòng)器時(shí),在過于短的時(shí)間里,控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)太多,也就是脈沖頻率過高,將導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)。要解決這個(gè)問題,必須采用加減速的辦法。就是說,在步進(jìn)電機(jī)起步時(shí),要給逐漸升高的脈沖頻率,減速時(shí)的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。
德國SEW電機(jī)轉(zhuǎn)速度,是根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)的變化來改變的。從理論上講,給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖,步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角(細(xì)分時(shí)為一個(gè)細(xì)分步距角)。實(shí)際上,如果脈沖信號(hào)變化太快,步進(jìn)電機(jī)由于內(nèi)部的反向電動(dòng)勢(shì)的阻尼作用,轉(zhuǎn)子與定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號(hào)的變化,將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。所以步進(jìn)電機(jī)在高速啟動(dòng)時(shí),需要采用脈沖頻率升速的方法,在停止時(shí)也要有降速過程,以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。下面就加速實(shí)例加以說明:
加速過程,是由基礎(chǔ)頻率(低于步進(jìn)電機(jī)的直接起動(dòng)高頻率)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(降速過程反之)。跳變頻率是指步進(jìn)電機(jī)在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率,此頻率不能太大,否則會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。加減速曲線一般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線,當(dāng)然也可采用直線或正弦曲線等。使用單片機(jī)或者PLC,都能夠?qū)崿F(xiàn)加減速控制。對(duì)于不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速,需要選擇合適的基礎(chǔ)頻率與跳變頻率,才能夠達(dá)到控制效果。指數(shù)曲線,在軟件編程中,算好時(shí)間常數(shù)存貯在計(jì)算機(jī)存貯器內(nèi),工作時(shí)指向選取。通常,完成步進(jìn)電機(jī)的加減速時(shí)間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時(shí)間,對(duì)大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)來說,很難實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。
德國SEW電機(jī)突然停機(jī)不一定是堵轉(zhuǎn),電機(jī)都有高轉(zhuǎn)速的,步進(jìn)電機(jī)也是,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過步進(jìn)電機(jī)的高轉(zhuǎn)速,步進(jìn)電機(jī)就會(huì)突然停止。德國SEW電機(jī)的大小會(huì)影響轉(zhuǎn)矩,電流越大轉(zhuǎn)矩越大,但是電機(jī)發(fā)熱也就越大,因此電流一般調(diào)整到轉(zhuǎn)矩足夠的情況下的小電流。如果這種情況下電機(jī)發(fā)熱量還很大,就需要換大轉(zhuǎn)矩電機(jī)了。